В отличие от других клеток, сперматозоиды практически не содержит цитоплазмы - желеобразной жидкости, которая заполняет клетку и хранит многие химические вещества, необходимые для жизни. Вместо этого они взаимодействуют с окружающей средой, а их внутреннее строение отличается от строения других клеток. Все это мешает ученым более детально изучить механизм работы сперматозоидов, так как многие стандартные методы исследования клеток не могут применяться в лаборатории. Вот почему исследования в области мужской фертильности и контрацепции так ограничены.
Растущее бесплодие
По оценкам специалистов, бесплодие затрагивает каждую седьмую пару репродуктивного возраста в Великобритании, а в Украине около 20-30% бесплодных пар.Мужское бесплодие становится все более распространенной проблемой.
Пары полагаются на такие методы лечения, как экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) и интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида (ИКСИ).
Контрацепция
За последние 50 лет в сфере мужской контрацепции не было произведено ни одной инновации. Исследования различных гормональные и негормональных методов осуществлялись еще в 70-х годах, но побочные эффекты оказались слишком серьезными для реализации.
Новые безопасные и эффективные методы контрацепции для мужчин помогут решить потребности пар, которые не хотят или не могут использовать уже имеющиеся.
Подвижность сперматозоидов
Существует реальный спрос и неудовлетворенная потребность в разработке новых методов лечения мужского бесплодия и планирования семьи. Но, прежде чем ученые смогут решить эти проблемы глобального здравоохранения, им нужно понять, как работают сперматозоиды. Без этого практически невозможно разработать новые соединения для усиления или ингибирования функции сперматозоидов.
Подвижность сперматозоидов является самой важной их характеристикой. Хотя основные клеточные механизмы не полностью поняты, изменение уровня кальция внутри сперматозоидов, как известно, имеет решающее значение для их функции, включая оплодотворение. Известно, что колебания уровня кальция в сперматозоидах обусловлены специфическими мембранными порами (ионными каналами) в хвосте сперматозоида - эти поры называются катсперами (CatSper).
Высокопроизводительный скрининг (HTS) - метод, используемый фармакологической отраслью для обнаружения новых лекарств. С помощью этого метода ученые могут исследовать тысячи соединений для выявления желаемого эффекта. Соединения, которые показывают желаемый эффект, называются лидерами.
Высокопроизводительный скрининг часто используется для поиска новых лекарств для лечения мужского бесплодия. Кальций внутри спермы флуоресцентно маркируется, после чего измеряется его уровень и реакция на ряд новых лекарственных соединений.
Ученые проверили более 3400 соединений и определили 48 лидеров, которые показали необходимые им эффекты. Дальнейшие испытания соединений-лидеров выявили два, которые показали улучшенную функцию и подвижность сперматозоидов, вызванную, вероятно, воздействием на катсперы.
Потенциальное лечение
Хотя в своих экспериментах ученые в основном использовали сперму здоровых добровольцев, они также наблюдали усиленную функциональность и подвижность, когда тестировали оба соединения на образцах пациентов, подвергшихся ЭКО. Учитывая отсутствие прогресса в лечении мужского бесплодия на сегодняшний день, такое открытие является многообещающим.
Плюсом этого открытия является то, что найденные учеными соединения действуют только на сперматозоиды. Это поможет избежать нежелательных побочных эффектов. Несмотря на то, что это исследование было направлено на открытие лекарств для улучшения мужской фертильности, благодаря ему можно будет найти соединения, которые смогут препятствовать плаванию спермы, тем самым создавая новый мужской контрацептив. Во многом еще предстоит разобраться, однако, нельзя отрицать, что это открытие уже подарило надежду миллионам пар во всем мире.
